Перерывы в подаче электроэнергии нередко наблюдаются на многих автономных сетях небольших городов и в сельской местности. В этих условиях неизбежны и перерывы вещания.
При появлении напряжения сети после перерыва, возникает опасность подачи анодного напряжения на уже остывшие лампы усилителей НЧ. Для предотвращения выхода из строя ламп обычно применяют электротермические реле, задерживающие подачу анодного питания до прогрева катодов ламп.
При наличии таких реле перерывы вещания достигают 5—6 минут. Некоторые типы усилителей (например, ТУ-5-3) после перерыва в подаче электроэнергии требуют повторного включения вручную, вслед за чем начинает действовать пятиминутное реле выдержки времени. В этом случае перерывы вещания еще более увеличиваются.
К сказанному следует добавить, что электротермические реле,установленные в усилителях типа ТУ-5 и ТУ-5-3, имеют ряд принципиальных и конструктивных дефектов, работают весьма неустойчиво и требуют тщательной регулировки.
Поэтому на радиоузлах часто эти реле выключают и переводят усилители на ручное управление, отчего вероятность повреждения ламп н газотронов увеличивается.
Принципиальная схема
Устройство, схема которого приведена на рис. 1, включает анодное напряжение только на прогретые лампы, оно сводит включение усилителя к одной операции и обеспечивает автоматическое включение усилителя после перерыва подачи электроэнергии с минимально необходимой выдержкой времени.
^Нажмите для увеличения^
Рис. 1. Принципиальная схема устройства для питания мощных ламп.
Устройство предназначено для дистанционно-управляемых усилителей, но его целесообразно применять и в усилителях с ручным управлением, поскольку в этом случае упрощается обслуживание усилителя, сокращается длительность перерывов вещания и уменьшается вероятность повреждений аппаратуры.
Устройство обладает надежностью действия, независимостью времени выдержки от изменения напряжения сети и температуры. Оно просто и может быть легко реализовано в любых условиях для усилителя любого типа.
При включении выключателя Вк1, переменный ток сети подводится к трансформатору Тр1. Во вторичную обмотку Тр1. включены два однополупериодных выпрямителя.
Конденсаторы С1, и С2 соединены последовательно и включены между сеткой и катодом второго триода лампы Л1. Таким образом, этот триод почти с момента включения до разогрева катодов лампы Л, оказывается запертым большим отрицательным напряжением.
По мере заряда конденсатора С1, отрицательный потенциал на сетке триода уменьшается и через 3— 6 минут падает до нуля (напряжения на С, и С2 становятся равными).
В этот момент триод отпирается, и включенное в цепь его катода реле Р2, срабатывает. Напряжение на анод триода (для схемы рис. 1) подается от выпрямителя сеточного смещения усилителя (400в с заземленной средней точкой).
Контакты реле Р2 замыкают цепь обмотки исполнительного реле Р4, которое срабатывает, блокируется через свои контакты и подключает к сети силовой трансформатор выпрямителя анодного питания.
После этого срабатывает реле переменного тока Р1, подключающее нагрузку к выходу усилителя и разрывающее цепь катода второго триода лампы Л1, Контакты реле Р2 размыкаются, но цепи питания реле Р4 и Р1, остаются замкнутыми (реле Р4 блокируется через свои контакты).
Цепь обмотки реле Р4 проходит через контакты блокировочного реле Р3, работающего от выпрямителя сеточного смещения. Поэтому при неисправности этого выпрямителя анодное напряжение включено не будет.
После того, как реле Р4 сработало, напряжение на конденсаторе С, продолжает медленно возрастать, постепенно приближаясь к своему максимальному значению.
При этом сетка второго триода лампы Л, оказывается под возрастающим положительным потенциалом, но в сеточной цепи триода тока нет — цепь разорвана контактами реле Р1. Через 15— 20 минут устройство приходит в стабильное состояние (цепи реле Р1 Р3, и Р4 замкнуты, а конденсаторы С1, и С2 заряжены до максимального напряжения, причем напряжение на первом из них больше, чем на втором).
При перерыве в подаче электроэнергии реле Р4, Р1 и Р3 отпускают. Напряжение на конденсаторе С2 быстро становится равным нулю, так как он разряжается через небольшие сопротивления R8, R4 и R5.
Конденсатор С, относительно медленно разряжается через большие сопротивления R6 и R7 а также через сопротивление R9 и промежуток сетка-катод лампы, катод которой некоторое время остается нагретым.
При подаче электроэнергии анодное питание оконечного каскада включится автоматически. Цепь разряда конденсатора С, рассчитана так, что за время короткого перерыва, в течение которого лампы не успеют остыть, напряжение на этом конденсаторе не падает ниже величины напряжения отсечки.
При появлении напряжения в сети конденсатор С2 быстро приобретает полный заряд, но результирующее напряжение на сетке второго триода оказывается положительным или равным нулю.
Поэтому немедленно после появления напряжения на выходе выпрямителя сеточного смещения (кенотроны которого остыть не успели) срабатывает реле Р2,а за ним Р4 и Р1. Таким образом, после короткого перерыва усилитель включается без выдержки времени.
Если перерыв подачи электроэнергии вызвал неполное остывание ламп усилителя, напряжение на конденсаторе С, падает ниже величины напряжения отсечки.
После перерыва на сетке второго триода появляется отрицательный потенциал, по абсолютной величине меньший напряжения отсечки. Постепенно, по мере увеличения заряда конденсатора С,, отрицательный потенциал на сетке второго триода по абсолютной величине уменьшается и через некоторое время достигает нуля.
После этого, как было, описано выше, последовательно срабатывают реле Р2, Р4 и Р1. Нетрудно видеть, что сокращенная выдержка времени в этом случае зависит от степени разряда конденсатора С, за время перерыва, то есть от длительности перерыва.
Если же за время перерыва лампы усилителя полностью остывают, а конденсатор С, разряжается почти до нуля, то после появления питающего напряжения усилитель включается с полной выдержкой времени, как при первоначальном включении. Скорость разряда конденсатора С, определяется величиной сопротивления R9.
Величину напряжения на конденсаторе С2 можно изменять от 80 до 100 в (при номинальном напряжении сети) потенциометром R4. Это приводит к изменению времени задержки включения усилителя в пределах от 3 до 6 минут.
Максимальное значение напряжения, на конденсаторе С1, при этом остается неизменным, равным 120 в. Таким образом, второй триод лампы Л1, отпирается, и реле Р2 срабатывает при заряде конденсатора С, до напряжения, составляющего 66 — 83% от максимального значения, что соответствует достаточно крутому участку экспоненциальной кривой заряда. Это обеспечивает однородность и стабильность получаемых выдержек времени.
Конденсатор С, заряжается от сети в течение одного полупериода (через однополупериодный выпрямитель).
В течение другого полупериода он частично разряжается через сопротивления R6 и R7. Это значительно растягивает процесс заряда конденсатора, что позволяет при относительно небольших величинах элементов зарядной цепи получить большие выдержки времени.
Постоянная времени заряда конденсатора С2 несколько увеличена введением сопротивления R8, величина которого выбрана так, что напряжение на конденсаторе С2 пропорционально не пиковому (максимальному), а эффективному напряжению сети.
Это обеспечивает нормальную работу устройства при подведении к нему несинусоидального тока, что может встретиться в сельских условиях (при питании усилителя от перегруженного трансформатора, генератора или феррорезонансного стабилизатора).
После включения электросети напряжение отсечки появляется не сразу, и в первый момент триод Л, открыт, но это не может вызвать вредных последствий при включении усилителя после длительного перерыва: в момент включения катоды лампы Л1, и кенотронов выпрямителя сеточного смещения не нагреты, и поэтому реле Р2 немедленно сработать не может.
После прогрева ламп это реле не сработает уже из-за того, что второй триод лампы Л1, будет заперт напряжением отсечки, появляющимся задолго до прогрева катодов ламп. Однако после кратковременного перерыва подачи электроэнергии может возникнуть другая неприятность: если кенотроны и лампа Л1, остыть не успели, то напряжение на выходе выпрямителя сеточного смещения появится немедленно, а напряжение отсечки — с некоторым запозданием.
Поэтому второй триод лампы Л, на короткое время окажется открытым, и реле Р2 может сработать. Для предотвращения этого одна пара контактов реле Р3, в положении покоя замыкает накоротко обмотку реле Р2, а самое реле Р3 замедленного действия на срабатывание.
Таким образом, кратковременный импульс тока, проходящий через лампу Л1 в момент появления напряжения сети после перерыва, не вызовет срабатывания реле Р2. Когда же реле Р3 сработает и включит обмотку реле Р2 в анодную цепь триода, последний уже будет заперт напряжением отсечки.
Переводом тумблера П, в положение «ручное включение» трансформатор Тр1, отключается от сети. В этом случае анодное напряжение оконечного каскада может быть включено и выключено при помощи кнопок Вк2 и Вк3.
При ручном включении усилителя выключение анодного питания оконечного каскада в случае пропадания напряжения смещения, а также подключение нагрузки (реле Р1), осуществляется автоматически.
Детали
Все детали устройства, кроме тумблера Я,, кнопок Вк2— Вк3 и реле Р4, удобно собрать в конструктивно законченный узел.
В устройстве применены реле следующих Типов: Р1,— типа МКУ-48; реле Р2 и Р3 — типа РПН (на 220 в).
Трансформатор Тр1, собран на сердечнике сечением 5 см2 и площадью окна 5,5 см2 (сталь Э4-А 0,35—0,5 мм) обмотки содержат: I—1300 витков провода ПЭЛ 0,2; II— 1100 витков провода ПЭЛ 0,2; III — 2100 витков провода ПЭЛ 0,2; IV— 70 витков провода ПЭЛ 0,64. Обмотка 1 используется в ТУ-500 при включении устройства в сеть 127 в.
Конденсаторы С1, и С2 бумажные, герметизированные. Все сопротивления, указанные в схеме, типа ВС или МЛТ.
При работе устройства с усилителем ВУО — 500, умощненном до 2000 Ва по схеме С. Гликмана («Радио» № 11 за 1952 г.), у которого сеточное смещение имеет величину 25 — 30 в., используется зажим 9.
Для увеличения срока службы лампы Л, ее нить накала питается пониженным напряжением (5,8 в).
Описанное устройство может найти применение и в других устройствах, использующих газотроны и мощные усилительные лампы (радиопередатчики, высокочастотные печи и др.).
Б. Поздеев.
